Патент на изобретение №2331107

(54) СПОСОБ ОПОЗНАВАНИЯ ПО РАДУЖНОЙ ОБОЛОЧКЕ ГЛАЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способу опознавания по радужной оболочке, содержащему этапы получения изображения, по меньшей мере, одного глаза человека в инфракрасном спектре и обработки полученного изображения для определения идентификационных признаков на основе радужной оболочки, ограниченной наружной границей на глазе, при этом способ содержит следующие этапы: получение изображения глаза в видимом спектре почти одновременно с получением его изображения в инфракрасном спектре; определение наружной границы радужной оболочки на основе изображения, выполненного в видимом спектре, перед обработкой изображения, полученного в инфракрасном спектре. Изобретение относится также к устройству для опознавания по радужной оболочке. Техническим результатом является повышение точности опознавания. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к способу опознавания по радужной оболочке глаза и устройству для его осуществления, например, при контроле доступа к охраняемому объекту или при проверке на идентичность.

Уровень техники

Наиболее распространенные способы опознавания по радужной оболочке включают в себя этапы получения изображения, по меньшей мере, одного глаза человека в инфракрасном спектре и обработку этого изображения для получения идентификационных признаков радужной оболочки, ограниченной на глазе наружной границей. Идентификационные признаки касаются узоров радужной оболочки и присущи каждому индивидууму.

Первоначально получение изображения проводилось в видимом спектре, однако автоматическое опознавание узоров оказалось мало надежным при темной окраске радужных оболочек, в которых узоры имеют низкую контрастность. Получение изображения в видимом спектре вскоре было вытеснено получением изображения в инфракрасном спектре, в котором узоры имеют высокую контрастность по отношению к остальной части радужной оболочки, что упрощает их автоматическое опознавание независимо от цвета этой оболочки.

При автоматическом опознавании узоров радужной оболочки необходимо предварительно локализовать внутренние и наружные границы радужной оболочки на изображении глаза. Однако было замечено, что, если эта операция не представляет трудности в отношении внутренней границы, то локализация наружной границы происходила иногда неточно. В самом деле, представляется, что в инфракрасном спектре радужная оболочка имеет слабую контрастность по отношению к склере, образующей белок глаза в его передней части.

Целью изобретения является устранение приведенных выше недостатков.

Для этого согласно изобретению предусмотрен способ опознавания по радужной оболочке, включающий этапы получения изображения, по меньшей мере, одного глаза человека в инфракрасном спектре и обработки полученного изображения для определения идентификационных признаков на основе радужной оболочки, ограниченной на глазе наружной границей, при этом способ содержит, в частности, следующие этапы:

– получение изображения глаза в видимом спектре одновременно с получением изображения глаза в инфракрасном спектре,

– определение наружной границы радужной оболочки на основании изображения, выполненного в видимом спектре, перед обработкой изображения, выполненного в инфракрасном спектре.

В видимом спектре радужная оболочка обладает контрастностью по отношению к белку глаза, которая достаточна для надежной локализации ее наружной границы.

Предпочтительно, чтобы способ содержал этап определения, по меньшей мере, одного колориметрического признака изображения в видимом спектре.

В том случае, когда мошенник намерен пройти контроль, производимый способом опознавания по радужной оболочке, то он может воспользоваться воспроизведением глаза человека, который обычно удовлетворяет требованиям контроля. Воспроизведение достигается с помощью чернил, не прозрачных для инфракрасных лучей. Однако такие чернила остаются темными в видимом спектре. Следовательно, в том случае, когда у человека с допуском глаза имеют светлый цвет, то уловку можно выявить с помощью колориметрического признака. Следовательно, получение воспроизведения становится более сложным и дорогостоящим.

Предпочтительно, чтобы идентификационные признаки сравнивались с идентификационными признаками радужной оболочки, хранимыми в базе данных, в которой также хранятся колориметрические признаки, и чтобы запрошенный колориметрический признак использовался для выборки в базе данных перед сравнением идентификационных признаков.

Первая выборка, произведенная на основе колориметрического признака, позволяет ускорить процесс опознавания.

Предметом изобретения является также устройство для опознавания по радужной оболочке, предназначенное для осуществления описанного выше способа и содержащее средства для получения изображения глаза в инфракрасном спектре, а также средства для получения изображения глаза в видимом спектре.

Другие признаки и преимущества изобретения поясняются ниже в описании с приведенными отдельными вариантами осуществления, не ограничивающими изобретение.

На приложенных чертежах изображено:

фиг.1 – схематический вид устройства для опознавания согласно первому варианту выполнения,

фиг.2 – схематический вид устройства для опознавания согласно второму варианту выполнения изобретения.

Как показано на фиг.1, устройство для опознавания согласно изобретению содержит объектив 1, за которым располагается средство 2 резкости изображения с оптическими путями 3, 4, 5. В данном случае объективом 1 является объектив макрофотографического типа.

Оптический путь 3 содержит фильтр 6, поглощающий инфракрасный спектр и пропускающий голубой и зеленый спектры, и датчик 7, чувствительный по отношению к голубому и зеленому спектрам.

Оптический путь 4 содержит фильтр 8, поглощающий инфракрасный спектр, и датчик 9, чувствительный по отношению к красному цвету.

Оптический путь 5 содержит фильтр 10, пропускающий инфракрасный спектр, и датчик 11, чувствительный по отношению к спектру, близкому к инфракрасному.

Датчики 7, 9 и 11 представляют собой приборы с зарядовой связью, обычно обозначаемые как CCD (Charge-Coupled Device).

Датчики 7, 9, 11 связаны с блоком 12 обработки данных, который, в свою очередь, соединен с базой данных 13, на основе которой устанавливается отношение между идентичностью лиц, идентификационными признаками одной из радужных оболочек и колориметрическим признаком радужной оболочки. К идентификационным признакам относятся, например, узоры радужной оболочки людей. Колориметрический признак представляет собой средний цвет радужной оболочки или его спектральное распределение.

Банк данных 13 выбирается в зависимости от колориметрической характеристики.

В том случае, когда подлежащее идентификации лицо располагается перед устройством, датчики 7, 9, 11 воспринимают изображения в сине-зеленом и красном спектрах, а также в спектре, близком к инфракрасному. Изображения воспринимаются почти одновременно, т.е. одновременно или в течение достаточно короткого отрезка времени, исключающего возможность совершения резкого движения испытуемым.

После этого исследуются внутренние и наружные границы радужной оболочки.

Локализация внутренней границы посредством блока 12 обработки данных не вызывает трудности в отношении изображения в инфракрасном спектре, в котором зрачок имеет очень большую контрастность по отношению к радужной оболочке.

Локализация наружной границы производится посредством блока 12 обработки данных либо на основе изображения в сине-зеленом спектре, в котором радужные оболочки светлой окраски очень сильно контрастируют по отношению к белку глаза, либо на основе изображения в красном спектре, в котором радужные оболочки темного цвета являются более контрастными по отношению к белку глаза.

Внутренняя и наружная границы используются для определения зоны изображения в спектре, близком к инфракрасному и соответствующем радужной оболочке. После этого проводится обработка изображения в инфракрасном спектре, который позволяет определять в этой зоне изображения узоры, которые образуют идентификационные признаки, близкие для каждого индивидуума.

Колориметрический признак радужной оболочки получают из изображений, выполненных в сине-зеленом и красном спектрах с помощью блока 12 обработки данных.

Колориметрический признак используется для проведения первой выборки в базе данных, необходимой для выделения индивидуумов с колориметрическим признаком, идентичным обнаруженному признаку. Такая первая выборка имеет то преимущество, что она протекает особенно быстро.

Затем проводится сравнение обнаруженных идентификационных признаков с идентификационными признаками отобранных индивидуумов.

Согласно второму варианту выполнения изобретения, фиг.2, устройство согласно изобретению содержит объектив 21, за которым располагается датчик 22 со спектральной чувствительностью по отношению к видимому и инфракрасному спектрам. В данном случае объектив 21 представляет собой макрофотографический объектив. Датчиком 22 является, например, стандартный прибор с зарядовой связью (CCD), используемый в цветных камерах, в котором удален фильтр, ослабляющий инфракрасный спектр.

Датчик 22 соединен с блоком 23 обработки данных, который, в свою очередь, соединен с базой данных 24.

Способ является идентичным способу, описанному применительно к устройству в первом варианте выполнения, при этом датчик 22 передает изображение, на основе которого можно получать изображение, по меньшей мере, в одном видимом спектре, а также изображение в инфракрасном спектре. Предпочтительно расположить перед датчиком 22 фильтр, задерживающий красный цвет, для предупреждения создания помех красным излучением в изображении, выполненном в инфракрасном спектре. Такая фильтрация может достигаться также информационной обработкой изображения.

Само собой разумеется, что изобретение не ограничивается описанными вариантами выполнения, они могут быть дополнены вариантами выполнения, не выходящими за рамки изобретения, охарактеризованного его формулой.

Датчики 7, 9, 11 могут быть также датчиками CMOS (комплементарные металло-оксидные полупроводники).

Применяемые спектры могут отличаться от описанных выше. Изображение глаза получают в инфракрасном спектре и, по меньшей мере, в видимом спектре, которым являются следующие цвета:

– черный и белый,

– красный,

– зеленый,

– голубой,

– красный с зеленым оттенком.

Формула изобретения

1. Способ опознавания по радужной оболочке, включающий в себя этапы получения изображения, по меньшей мере, одного глаза человека в инфракрасном спектре и обработки полученного изображения для определения идентификационных признаков на основе радужной оболочки, ограниченной наружной границей на глазе, отличающийся тем, что содержит следующие этапы: получение изображения глаза в видимом спектре почти одновременно с получением его изображения в инфракрасном спектре; определение наружной границы радужной оболочки на основе изображения, выполненного в видимом спектре, перед обработкой изображения, полученного в инфракрасном спектре.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержит этап получения, по меньшей мере, одного колориметрического признака изображения, выполненного в видимом спектре.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что колориметрическим признаком служит спектральное распределение.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что идентификационные признаки служат для сравнения с идентификационными признаками радужной оболочки, хранимыми в базе данных, в которой также хранятся колориметрические признаки, причем колориметрический признак используется для проведения выборки в базе данных перед сравнением идентификационных признаков.

5. Устройство для опознавания по радужной оболочке, предназначенное для осуществления способа по п.1, содержащее средства (10, 11) для получения изображения глаза в инфракрасном спектре, отличающееся тем, что содержит средства (6, 7, 8, 9) для получения изображения глаза в видимом спектре и блок обработки данных для локализации наружной границы радужной оболочки на основе изображения в видимом спектре.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что содержит датчик (11), обладающий спектральной чувствительностью по отношению к инфракрасному спектру, и, по меньшей мере, один датчик (7, 9), обладающий спектральной чувствительностью по отношению к видимому спектру.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что содержит датчик (9), обладающий спектральной чувствительностью по отношению к красному цвету, и датчик (7), обладающий спектральной чувствительностью по отношению к синему и зеленому цветам.

8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что содержит датчик (22), обладающий спектральной чувствительностью по отношению к видимому свету и к спектру, близкому к инфракрасному.

РИСУНКИ